16.4. Ударно-інерційні пиловловлювачі

У промисловості широко поширені ударно-инерционные пиловловлювачі (званих в літературі також газопромивщиками ударної дії, импакторными і скруберами, що бризкають, скруберами з самораспылением або з самогенерацией крапель, ротоклонами типу N).

У скруберах ударно-инерционного дії суміш оброблюваних газопилових викидів з промивальною рідиною створюється в результаті удару газового потоку об поверхню рідини, при цьому газовий потік різко міняє напрям руху, а частинки пилу за інерцією відкидаються на поверхню рідини і захоплюються нею. Краплі, що утворюються при ударі, мають розміри до 400 мкм. Вся енергія, необхідна для створення суміші, підводиться газовим потоком.

Найбільш простій по конструкції импакторный пиловловлювач ударно-инерционного типу показаний на рис 6.12, а. Він є вертикальною колоною, в нижній частині якої знаходиться шар рідини Запилені гази із швидкістю 20 м/с прямують зверху вниз на поверхню рідини. При різкій зміні напряму руху газового потоку (на 180°) зважені в газі частинки осідають на поверхні води, а очищені гази прямують у вихідний газопровід. Апарати цього типу задовільно працюють тільки при уловлюванні частинок розміром більше 20 мкм. Шлам з пиловловлювача віддаляється періодично або безперервно через гідрозасув. Для видалення ущільненого осаду з дна застосовують сопла, що змивають.

Серед мокрих пиловловлювачів ударної дії можна виділити ще два найбільш поширених в промисловості апарату: статичний пиловловлювач типу ПВМ (рис 6.14, би), і скрубер Дойля, показаний на рис 6.12, е.

У промивачі типу ПВМ (пиловловлювачі вентилятори мокрі) забруднені гази подаються безпосередньо в корпус апарату, а набувають необхідної швидкості для утворення суміші вже в щілинному каналі. Схема руху газового потоку в камері цього апарату приведена на мал. 6.12, би. Осадження пилу в ударно-инерционных скруберах відбувається в 2 стадії. Крупні фракції пилу із-за інерції не мо2ут повернути після удару разом з потоком газу. Дрібні фракції, що захоплюються газом, уловлюються краплями рідини і унаслідок утворення газорідинної суміші відділяються від потоку після проходження имнеллерной щілини або на сепараторові віднесення. Апарати ПВМ розраховані на наступних продуктивності по повітрю, що очищається: 3000, 5000, 10000, 20000 і 40 000 м3/ч.

У скрубер Дойля газ на очищення поступає через труби, в нижній частині яких встановлені конуси, що збільшують швидкість газових потоків (до 35...55 м/с). З цією швидкістю газовий потік ударяється об поверхню рідини, створюючи завісу з крапель. Рівень рідини в скрубері на 2...3 мм нижче за кромку труби, що газопідводить. Гідравлічний опір складає 1,5 кПа.

Рис. 16.12. Скрубери ударно-інерційної дії: а – імпакторний скрубер; б – газопромивач типу ПВМ; в – скрубер

Ступінь очищення в импакторных скруберах сопоставима з распылительными скруберами при однаковому перепаді тиску. Такі апарати ударної дії, як високошвидкісні скрубери Дойля, здатні уловлювати частинки пилу субмікронних розмірів, але вимагають значної енергії для створення достатнього перепаду тиску в потоці газів, що очищаються.

Фракційний ступінь очищення повітря в пиловловлювачі ПВМ визначають, виходячи з відомого дисперсного складу по кривій фракційній ефективності (мал. 6.13) Залежності на рис 6.13 побудовані для частинок пилу щільністю рч = 2600 кг/м . При уловлюванні пилу з щільністю рч’, відмінною від 2600 кг/м, перераховують діаметр частинок по формулі ‘ , [2600

d4 =d — - (6.24)

i Рч

де d4’ — умовний діаметр частинки, який слід брати на осі абсцис графіка.

Загальний ступінь очищення в пиловловлювачі ПВМ можна визначити по формулі (3.7) або (3.10).

Рис. 16.13. Коефіцієнти очищення для пиловловлювача типу ПВМ при

різних рівнях води 8.

Технічні характеристики ударних промивачів ПВМ приведені в таблиці 6.8.

Таблиця 6.8.

Технічні характеристики газопромивщиків ПВМ

Достатньо поширені і так звані ротоклоны типу N (мал. 6.14), що відрізняються від промивачів ПВМ складнішою формою импеллеров (щілин) або схемою переміщення потоків. Ці апарати розраховані на очищення від 3 до 40 тис. м/ч запиленого газу.

Запилений потік поступає в приймальну камеру і потім проходить через импеллер. Нижня частина корпусу заповнена водою, рівень якої підтримується автоматично. Повітря, проходячи импеллер із швидкістю 15... 16 м/с, відповідно до його конфігурації неодноразово змінює напрям руху. Частина води захоплюється повітрям (газом), утворюючи суцільний водо-повітряний (газовий) потік.

Частинки пилу затримуються, випадають на дно у вигляді шламу і періодично віддаляються. Ротоклон допускає коливання витрати повітря (газу), що очищається, в межах ±15 %. Витрата води невелика, він не перевищує 0,03 л/м . Гідравлічний опір апарату складає 1000... 1500 Па.

Питома витрата води при періодичному зливі шламу і температурі газу не вище 40 °С складає 5-10" м /м, а при безперервному - приблизно 20 г на 1 г уловленого пилу. Основною гідністю цих апаратів є дуже мала витрата води. У діапазоні гідравлічних опорів 1,6...2,0 кПа ці пиловловлювачі по ступеню очищення наближаються до швидкісних промивачів СИОТ і ЦВП, а при гідравлічному опорі 2,0...2,5 кПа перевищують ефективність вказаних конструкцій, але вона все ж таки нижче, ніж у скруберів Вентурі.

Гідравлічний опір (Па) ударно-инерционных пиловловлювачів ротоклонного типу розраховується по формулі:

AP = 10(A# + F0’5) (6.25)

де АН - перепад висот між рівнями рідини в ротоклонах, мм; V - витрата газу на 1 пог. м довжини перегородки, м3/ч.

При уловлюванні среднедисперсных пилу АН підтримують в межах 20...60 мм, а при високодисперсних - від 60 до 200 мм. Витрата газу на 1 пог. м довжини перегородки встановлюють в межах 2.. .7,5 тис. м3/ч.

Фракційний ступінь очищення в ротоклонных пиловловлювачах можна визначити залежно від розміру уловлюваних частинок по графіку (мал. 6.15), а, загальний ступінь очищення - по формулі (3.7) або (3.10).

Рис. 16.15. Залежність фракційного ступеня очищення % від розміру частинок в ротоклонах

Апарати з самораспылением вигідно відрізняються від інших типів мокрих скруберів низьким споживанням води. Для підтримки її постійного рівня у ванні необхідно лише компенсувати втрати з шламами, віднесення крапель через сепаратора - каплеуловитель, випаровування з поверхні і випаровування рідини, що диспергує.

За наявними даними ротоклоны типу N застосовуються в ливарному виробництві (очищення повітря від вибивних грат, від установок для сушки піску і глини, для очищення від механічних домішок), а також для очищення викидів при виробництві азбесту, при поліровці металу, випаленні вапняку. Ефективність очищення знаходилася в межах 89,0...99,4%.

Мокрий пиловловлювач РІСИ. Апарат призначений для тонкого очищення повітря, що поступає від аспіраційних або технологічних систем. Він може бути встановлений на другому ступені очищення після пиловловлювача, що забезпечує грубе або середнє очищення (мал. 6.16). Після ефективного двоступінчатого очищення повітря може бути направлений на рециркуляцію.

Рис. 16.16. Мокрий пиловловлювач РІСИ: 1 - циліндрова камера; 2 - конус-розсікач; 3 - відбивач; 4 - дифузор; 5 - патрубок для відведення повітря; 6 - каплеуловитель; 7 - лапки для кріплення; 8 - бункер конічної форми; 9 - патрубок для стоку шламу.

Пиловловлювач складається з циліндрової камери з конічним бункером в її нижній частині для осадження шламу. Усередині камери розташовані конус-розсікач і циліндровий відбивач, плавні переходи, що мають на кінцях, до поверхні води. Цим забезпечується плавне зіткнення запиленого потоку з водною поверхнею під певним кутом. У верхній частині апарату встановлені каплеуловитель і патрубки для виходу очищеного повітря. Для видалення шламу служить патрубок.

При зіткненні запиленого потоку з водною поверхнею частинки пил, що знаходиться в потоці, змочується водою і осідає на дно бункера. Знепилене повітря віддаляється назовні.

При застосуванні мокрого пиловловлювача на другому ступені його встановлюють за вентилятором, тобто на нагнітальній лінії вентилятора.

Ступінь очищення повітря в мокрому пиловловлювачі складає 99,9 %, гідравлічний опір - 400 Па.

Витрата води в апараті незначна — декілька літрів в годину, оскільки вода витрачається лише на випаровування з поверхні і віднесення вологи з повітрям. Шлам віддаляється один раз в декілька місяців. У холодну пору року при установці пиловловлювача поза приміщенням проводиться теплоізоляція корпусу і підігрів за допомогою водонагрівача або подача пари або гарячої води в невеликій кількості в апарат.

Розроблені такі апарати на продуктивність 600...10000 м/ч. Характеристика пиловловлювача приведена в табл. 6.9.

Таблиця 6.9.

Характеристика мокрих пиловловлювачів РИСИ

Розрахунки характеристик скруберів ударної дії типу ПВМ з визначенням ступеня очищення оброблюваних газів по імовірнісному методу виконують в наступному порядку.

1. По заданій витраті газових викидів, м /с, використовуючи таблицю 6.8, підбирають типоразмер промивача і визначають витрату газів VII, м /(см), на 1 м довжини перегородки (див. мал. 6.12, би). Орієнтування величину питомої витрати можна приймати в межах (0,6...2,5) м /(см).

2. Розраховують гідравлічний опір промивача по емпіричній формулі:

Ар = g 10 А/+ 90 — , Па (6.26)

v I )

де А/ - відстань від низу перегородки до верхнього рівня води, м (див. мал. 6.12, би).

При уловлюванні мелкодисперсных пилу значення А/ приймають не менше (60... 100) мм, а верхня межа може досягати 200 мм і більш. Для среднедисперсных пилу дотримуються значень А/ в межах (20...60) мм. По величині опори уточнюють необхідний натиск вентилятора.

3. По формулі (4.38) визначають ступінь очищення газів в пиловловлювачі, виходячи з таких досвідчених даних:

d50=\,5 мкм; lgcr4=0,3 при А/= 40 мм; 0,24 при А/ = 80 мм; 0,17 при

А/ = 200 мм і 0,13 при А/ = 300 мм.

Для інших значень А/ величину \g<j₄ можна знаходити інтерполяцією. Ступінь очищення в інших типах импакторных промивачів (ротоклонах, скрубері Дойля і так далі) також визначається за досвідченими даними.

4. Обгрунтовують необхідність застосування газопромивщика типу ПВМ або причини відмови.